2015.04.14. - Összetett szerves molekulákat találtak egy születő bolygórendszerben

Az ALMA antennarendszer mérései alapján először találtak összetett, az aminosavak és a fehérjék kialakulása szempontjából is fontos szerves molekulákat egy fiatal csillag körüli protoplanetáris korongban.

A kutatók az MWC 480 katalógusjelű, tőlünk 445 fényévre, a Taurus csillagkeletkezési régióban található fiatal, mindössze 1 millió éves és a Napnál kétszer nagyobb tömegű csillag körüli protoplanetáris korongot vizsgálták az ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) antennarendszerrel. Az eredmények szerint a korong nagy mennyiségben tartalmaz metil-cianidot (CH₃CN) és hidrogén-cianidot (HCN), mégpedig annyit, hogy a szerves anyag megtöltené a Föld óceánjait. Mindkét molekulát a formálódó korong külső, hideg részeiben azonosították, azon a területen, amelyről a csillagászok úgy vélik, hogy a Naprendszer Neptunuszon túli Kuiper-övének a megfelelője. Saját bolygórendszerünkben ez a régió a jeges planetezimálok és üstökösök birodalma.

A Naprendszerben az üstökösök őrzik azt az ősi anyagot, amelyből a bolygók is kialakultak. Az elképzelések szerint a fiatal Földre a Naprendszer külső területeiről érkező üstökösök és kisbolygók szállították a vizet és a szerves molekulákat, hozzájárulva így az élet létrejöttét lehetővé tévő körülmények kialakulásához. A kutatócsoport vezetője, Karin Öberg (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) véleménye, hogy az új eredmény alapján a bolygórendszerek formálódásában ugyanaz a kémia működik az univerzum más tartományaiban is, mint a Naprendszerben. Ez azért is különösen érdekes, mivel a kérdéses molekulák koncentrációja nagyon hasonló az MWC 480 körül, mint a Naprendszer üstüköseiben.

Az MWC 480 protoplanetáris korongja fejlődésének nagyon korai fázisában van, még éppen csak elkezdett összeállni a gáz és por hideg, sötét felhőjéből. Az ALMA-val és egyéb teleszkópokkal végzett megfigyelések még nem mutatták ki a bolygókeletkezés semmilyen nyomát benne, nagyobb felbontású észlelésekkel azonban esetleg detektálhatnak majd benne a hasonló korú HL Tauri körül észlelt struktúrákat. (Az MWC 480 méréséhez a kutatók nem használták a 66 antenna mindegyikét, így a rendszer csak alacsonyabb felbontásban működhetett.)

Fantáziarajz az MWC 480 katalógusjelű csillagot övező protoplanetáris korongról. Az ALMA szerves molekulákat detektált a korong külső régióiban, ahol valószínűleg az üstökösök is formálódnak. Az eredmény újabb jelzés arra nézve, hogy nem csak a szerves kémia, de talán az élet kialakulásához szükséges feltételek is univerzálisak.
[B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)]

Tudjuk, hogy a hideg és sötét intersztelláris felhők hatékony előállítói az összetett szerves molekuláknak, például a cianidoknak. Ezek a molekulák, különösen a metil-cianid, azért nagyon fontosak, mivel szén-nitrogén kötések vannak bennük, amelyek alapvető jelentőségűek az aminosavak, a fehérjék, és így az élet építőköveinek kialakulásában. Nem volt azonban világos, hogy ugyanezek a komplex szerves molekulák létrejöhetnek és megmaradhatnak-e a egy formálódó bolygórendszer viharos környezetében, ahol a lökéshullámok és a sugárzás könnyen szétrombolhatja a kémiai kötéseket. Az ALMA-észlelések most megmutatták, nem csak, hogy túlélik, de sokan is vannak. Sokkal többen, mint az intersztelláris felhőkben. Azaz a protoplanetáris korongok még hatékonyabbak a komplex szerves molekulák létrehozásában, ráadásul rövid időskálán. A gyors keletkezés azért is fontos, mert a molekularomboló erők különben felülkerekedhetnének. A molekulákat a korong viszonylag nyugodt régiójában, a csillagtól 4,5 és 15 milliárd kilométer közötti gyűrűben detektálták. Bár a Naprendszerben ez nagyon nagy távolság a csillagunktól, az MWC 480 rendszerében egyértelműen az üstükös-keletkezési zónában lenne.

A kutatók úgy gondolják, hogy a rendszer fejlődésével a szerves molekulák biztonságos menedékre találnak majd az üstökösökben és más jeges égitestekben, amelyekkel az élet számára sokkal megfelelőbb helyekre juthatnak majd el. Az exobolygók vizsgálatából tudjuk, hogy a Naprendszer se a bolygók számában, se a víz mennyiségében nem különleges. Öberg szerint most az is kiderült, hogy a szerves kémiát illetően sem az.

Az eredményeket részletező cikk a Nature magazinban jelent meg.

Forrás:

• eso1513 - Science Release